任霄鹏

 

图片说明：“高对比成像试验台”在实验室中得到了三颗用激光模拟的“行星”图像。最亮的一颗与木星亮度相当、次之的一颗亮度为木星的一半、最暗的一颗与地球相当，*号代表恒星的位置。

美国国家航空航天局（NASA）的研究人员首次在实验室中证实，利用特殊的遮蔽装置和可形变镜片，太空望远镜将能够捕捉到太阳系外类地行星的图像。这标志着人类在类地行星及域外生命探测方面迈出了重要一步。相关论文发表在4月12日的《自然》杂志上。

 

捕捉太阳系外行星图像是一件极其困难的工作，因为行星发出的微弱光热会被它所围绕的恒星的强大光芒轻易掩盖。这就好比在探照灯下面寻找一只萤火虫。

 

迄今为止，科学家已经利用各种技术探测到200多颗太阳系外行星。不过，这些行星大多数比地球重5至4000倍，而且要么很热，要么很冷，还有可能存在着巨大的气团，它们都不太可能孕育有生命。截至目前，人类还无法捕获类似太阳系的域外星系图像，因此，科学家迫切希望能够清楚地“看到”太阳系周边的恒星系统，以期找到具备生物生存条件的类地行星。

 

这一最新开发的装置系统名为“高对比成像试验台”（High Contrast Imaging Testbed）。NASA喷气推进实验室（JPL）的两位研究人员发现，结构简单的日冕仪（coronagraph）配合一层调整镜片，就能够使太空望远镜拍到域外行星的图像，即便行星的发光强度只有其恒星的一百亿分之一。论文第一作者John Trauger表示，“它比之前论证的其他方法至少要好一千倍。”

 

“高对比成像试验台”逾越了此前太空望远镜拍摄域外行星时面对的两道障碍——衍射光和偏振光。衍射光会使视野内的行星图像模糊不清，而偏振光则会使图像上的一个行星出现多个模糊的幻影。研究人员利用一对遮蔽装置阻挡了恒星的光线，并清除了衍射光所造成的影响。此外，利用电脑控制可形变的望远镜镜片，偏振光的干扰也得到了补偿。

 

论文的合著者、JPL的科学家Wesley Traub表示，“该研究成果之所以重要，是因为它开辟了一条新的道路，太空望远镜将能够探测和描绘出太阳系周围恒星系统中的类地行星。”Trauger和Traub下一步将开始改善装置的衍射抑制效果，并使新的方法能够适用于更多波长的光线。